(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202110345933.4 (22)申请日 2021.03.31 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 113158514 A (43)申请公布日 2021.07.23 (73)专利权人 中南大学 地址 410083 湖南省长 沙市岳麓区麓山 南 路932号 专利权人 湖南大学 (72)发明人 王勇　刘角　孙光永　庞通　 (74)专利代理 机构 长沙正奇专利事务所有限责 任公司 431 13 专利代理师 马强　王娟 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01)G06F 30/27(2020.01) G06F 30/15(2020.01) G06N 3/00(2006.01) G06F 111/08(2020.01) 审查员 杨帆 (54)发明名称 汽车车身材料结构匹配轻量化设计方法、 系 统及存储介质 (57)摘要 本发明公开了一种汽车车身材料结构匹配 轻量化设计方法、 系统及存储介质， 以汽车车身 薄壁结构厚度和材料牌号作为设计参数， 达到以 B柱侵入量、 B 柱侵入速度、 B 柱比吸能或汽车车身 结构重量为 设计目标， 达到在保证汽 车耐撞性不 下降的同时降低汽车重量的目的。 权利要求书3页 说明书10页 附图2页 CN 113158514 B 2022.05.24 CN 113158514 B 1.一种汽车 车身材料结构匹配轻量 化设计方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1、 建立以下优化问题： 其中， x为设计参数， xthick为由厚度设计参数组成的向量， xmat为由材料设计参数组成的 向量， f(x)为目标函数， c1(x)为第一个约束条件， c2(x)为第二个约束条件， c3(x)为第三个 约束条件， T1， T2和T3分别为三个约束条件需要满足的指标， Li和Ui为第i个厚度设计参数的 下限和上限， M1～Mp分别代表p种不同的材料， n1为待优化的厚度参数数目， n2为待优化的材 料牌号参数数目； S2、 将上述优化问题转 化为以下问题： S3、 使用序列二次规划求解步骤S2的问题， 获得解 该解代表由局部搜索给出的最 优薄壁结构厚度设计参数， 随后将 和 组合成为一个新 的解 该解 为由局部 搜索给出的最优设计参数； 为厚度设计参数， 为材料牌号。 2.根据权利要求1所述汽车车身材料结构匹配轻量化设计方法， 其特征在于， 步骤S1的 具体实现过程包括： A1、 对所述目标函数f(x)， 建立以下RBF代理模型： 其中xl为归档集中的第l组设计参数， 为高斯核函数， dis (x,xl)表示x与xl之间的距离， 其中 表示x与xl厚权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 113158514 B 2度变量的向量差， 为x与xl材料牌号向量的异或操作， 为 由 和 组成的向量， || ·||表示2‑范数， N为归档集中所存储的设计参数 的 数目 ， 所述归档集A为A＝{xl,yl,(cl ,1,cl ,2,cl ,3) |l＝1 ,...,N} ， (cl,1,cl,2,cl,3)为第l组设计参数的约束条件函数值， 表示第l组设计参数的第i个厚度参数， 表示第l组设计参数的第j个材料牌号变 量， yl为第l组设计参数的目标函数值， wl为权重； 对于约束条件c1(x)， c1(x)和c1(x)， 建立 三个RBF代理模型 及 对所述目标函数f(x)， 在设计参数归档集的基础上建立以下梯度提升树代理模型： T(·,·)为回归树， Θm为第m个回归树的参数， M为 回归树的总数目， 对于约束条件c1(x)， c1(x)和c1(x)， 建立三个梯度提升树代理模型 及 根据目标函数的函数值对蚁群算法群体中的参数进行排序， 并为每组参数分配序 数rank(s) ， 其中s代表蚁群算法群体P＝{xs|s＝1 ,...,K}中的第s组参数， 表示第s组设计参数的第i个厚度参数， 表示 第s组设计参数的第j个材料牌号变量； 为蚁群算法群体中的每组参数分配权重 q为蚁群算法参数， K为蚁群算法种群规模； 在 生成第h个后 代的第i 个厚度设计变量 时， 首先计算概率 并根据该概率随机从蚁群算法群体中 选择一个薄壁结构部件的厚度参数， 记为μj， 随后根据高斯分布 生成 后代所对应的薄壁结构 厚度参数， 其中 ξ为蚁群算法参数； 在生成第h 个后代的第j个后代的材料牌号变量 时， 根据概率ps从蚁群算法群体中随机选择一个材 料牌号， 并给予0.1的概率使该材料牌号变异为任意一种其他材料牌号； 不断重复以上过 程， 直到生成H个后代以后， 所有这些后代都被存储到集合O＝{xh|h＝1,...,H}中， 其中 表示第h个后代， 该后代 表达了一组设计参数； A2、 使用所有的代 理模型评价集合O中的所有后代， 即将集合中的后代逐一代入所建立 的代理模型中， 并得到所对应的 和权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 113158514 B 3